渤海是中国的内海，面积约8万平方公里，海底比较平坦，平均水深18米，4海域的1/1在水深10米以内。
从陆地流入渤海的河流近有20条，它们带来了大量的沉积物，其中黄河每年冲入渤海的沉积物就达20.8亿万吨，为油气生成创造了条件。中国的地质工作者自1916年起就陆续在渤海周边地区进行地质调查。1954年3月，当时中国的地质部部长、著名地质学家李四光就将渤海湾列入中国三大石油勘探远景区之一。许多国外的地质专家都认为，渤海具有生成油藏的条件，是石油的富集区。从1959年开始，原地质部对渤海及周边地区进行了多次地质概查。
1965年，石油部正式决定在渤海开展大规模的油气勘探开发工作，并成立机构、组建队伍，从此，渤海的油气勘探开发迈入了新阶段。
从1959年到1980年，渤海共完成重力剖面18244千米，海磁剖面29992千米，地震剖面119657千米，基本完成了地球物理勘探的区域详查，发现了231个局部构造，总圈闭面积2300平方千米。共钻探井99口，其中预探井52口，评价井47口。钻探构造28个，其中有15个获得了油气流，发现了5个油田和9个含油气构造。
1、早期的地质调查
1957年，石油工业部华北石油勘探处与地质部华北石油普查大队对渤海南部沿岸进行油气苗调查。
1959年，地质部航磁大队904队在渤海及其周边地区进行了1：100万的航空磁测，推断渤海是个大坳陷。
1960年至1964年，地质部第五物探大队、青岛海洋研究所先后在海上进行了重力、地震、电测深等各种地球物理勘探试验。第五物探大队还作过几条大剖面，在辽东湾和渤中地区进行过地震概查，并在辽东湾局部有利地区进行加密测网普查。通过概查和物探试验，证明渤海海域是跨越辽宁、河北、山东、河南四省，面积达20万平方千米的渤海湾含油气盆地的一个组成部分，作出了渤海是有利的油气勘探地区的判断。
1964年4月，华北石油勘探指挥部成立一支浅海地震队-216地震队。这个队20世纪50年代组建于青海，1961年参加大庆石油会战，1964年初到华北参加大港石油会战。在下海前，又增加一些人员，全队共有80多人。
地震队租来一条木壳机动船-河北海运局的“冀海103号”，只有百吨位，后来成为216队工作的“母船”，除了承担信号接收、资料分析及指挥任务外，还兼队员们的宿营地。接着又从东沽渔业大队租来三条木制机帆船，将陆地用的设备装在船上，分别改装成测量定位船、放线船和爆炸作业船。
1964年8月正式出海作业，用六分仪定位、人工插检波器、人工放电缆。经过四个月的努力，到年底成功地实验完成了6000米地震测线，为后来的海上地震作业积累了宝贵的经验。
1965年1月，石油部在北京召开厂矿长会议，正式向石油系统发出“上山、下海、大战平原”的号召。上山，就是派一部分人上四川找油气；下海，就是组织力量到大海里找油；大战平原，就是要让物探队伍在华北平原进行地质剖面调查，开展勘探大会战。随后，华北石油勘探指挥部第25次党委扩大会议决定，由河北石油勘探指挥部（代号641厂）组织人员筹备下海，要求“三年打开局面，五年拿下面积”。
为了落实下海找油的战斗部署，641厂于1965年2月成立了由十余人组成的精干机构-海洋勘探室，1966年8月改建为海洋勘探指挥部，由钟一鸣和张志友分别任指挥和党委书记，负责组织下海的工程设计和勘探准备。海洋勘探指挥部设在天津北仓641厂指挥部所在地叫双街的小房子里。半年以后，搬到胡家园。后来经与塘沽城管处共同选址，决定在海河防潮闸东侧、回淤研究所以南地带建立基地。那里背靠大沽炮台，面临渤海，与天津港主航道相望。
1965年3月22日至28日，在康世恩的指导下，海洋石油勘探会议在天津北仓召开。与会人员除了641厂和海洋勘探指挥部的领导外，还邀请国防科委、海军、交通部、地质部的有关专家参加。会上，石油部勘探司和情报所的代表作了发言，介绍了国外海上油气勘探开发情况，工程技术人员也在会上谈了下海的设想。
会议决定开展海上钻井方法的研究试验工作，试制混凝土钻井平台及钢结构导管架，同时决定加强海洋物探队伍，抽调5个地震队、2个重力队和1个测量队共500余名职工组成海洋地质调查一大队，负责渤海海域的地球物理勘探。石油部又从北海舰队、交通部等单位陆续商调来了“海渔26”、“海潜506”、“海测503”、“黄河号”（原从国民党海军起义的军舰“重庆号”）、“天祥号”（原慈禧太后游艇）、“民主20号”客轮以及“东油3号”、“东油7号”等船舶。同时，又从华东石油局调来了十几条木船。接着60多名海军战士转业到指挥部，渤海的石油队伍正式诞生了。
海洋地质调查一大队在下海前，组织测量技术干部到国家测绘总局、海军司令部、航道局等单位，收集渤海沿岸地区的测量成果、高等级三角控制点的分布，了解海底地形地貌、水深变化、潮汐规律、海底底质以及定位测量方法；
组织物探技术干部到地质部第五物探大队、中科院青岛海洋研究所等单位了解他们海上物探试验工作情况，收集沿渤海各港口重力基点的成果；
组织地质、物探的室内解释人员到地质部航空磁测大队、物探大队以及大港油田、胜利油田等单位收集渤海周边陆地物探、钻探和海区航磁的地质成果；
请石油部规划研究院南海地震方法研究队技术负责人前来指导工作；
认真吸取216地震队在高沙岭一带进行浅海试验的经验；
又参照大庆石油地震会战行之有效的物探大面积连片勘测的经验，在渤海南部近4万平方千米的海域统一设计测网，整体部署，将物探队分为海滩队（工作区域由海岸至枯潮线）、浅海队（工作区域由枯潮线到6米水深线）和深海队（工作区域由6米水深线至无限水深）。
由于采取的是分段、分区、分时间和分队施工，为保证在同一条线上所获的物探资料能连续追踪对比，要求各队在测网的连接处重复1千米-2千米。该队在海上作业至1996年，使用“51”型地震仪，在歧口凹陷的南坡自北而南相继发现了海1、张巨河、赵家堡三个断裂构造带，画出了渤海第一张地震构造图。
2、初创时期的钻探
从1965年至1972年，除继续开展海上地球物理勘探外，渤海主要在海岛和近岸地区进行钻探。
1965年8月，石油部华北石油勘探指挥部海洋勘探室派1806钻井队在队长孙治业的带领下乘坐“民主20号”到距塘沽20余海里的曹妃甸岛打探井。和南海石油钻探一样，在没有海上钻井平台等先进设备的情况下，渤海的石油钻探也首先选择小岛进行。
正当曹1井准备开钻时，遇到了海啸袭击，作业被迫停止，1965年12月1日才正式开钻，当天22时完钻，井深120米，探明了曹妃甸砂层的厚度。
1966年1月7日，指挥部决定依靠自己的力量设计、建造一个钻井固定平台再开展海上勘探。1966年12月15日，坐落在海1构造断裂带上中国第一座自行设计、制造、安装的海上固定式钻井平台建造完成。1996年12月31日，中国海上第一口深探井-海1井开钻，1967年5月6日完钻，井深2441米。钻探过程中不断发现油浸和油斑砂岩。6月14日在1615—1630米井段明化镇组下部测试3个层段，用4毫米油嘴试出了油流，日产原油35.2吨，天然气1941立方米。这是渤海笫一口发现井，也是中国海上第一口工业油流井，标志着中国海洋石油进入工业发展的新阶段。国务院为此发来贺电，赞扬海洋石油职工“创造了我国海上打探井的先例”。
1966年至1967年，渤海的物探调查由南向北扩展，在歧口凹陷的北坡及东北部又发现了灯南1号、灯南2号、灯南3号、新港构造带。1970年至1971年，在灯南1号构造带、北新港构造带钻井4口，均无重要发现。当时认为地质构造复杂，使用的调查手段落后，难以落实构造，于是决定由歧口凹陷北部再向南部斜坡转移。
1971年7月，利用钢结构导管架的4号钻井平台在张巨河构造带上钻海4井，11月对沙河街组测试，日产原油203吨，天然气42163立方米，发现海4油田。后补做地震工作，进一步落实构造。
到1972年底，渤海先后建造5座固定式钻井平台，钻预探井7口，评价井5口；物探方面，共做重力剖面18243.51千米，地震测线60515.58千米。通过勘探，取得了以下成果：预探了5个构造，发现了歧口17—2（海1）、歧口17—3（海4）、曹妃甸21-1（埕北）3个含油构造，除海1井获工业油流外，海4井在沙二段、海7井在东下段也获得高产油流；根据所作的物探和周边的地质资料，划分了地质单元-整个渤海湾共划为5个基本构造单元：
1号区为黄骅坳陷向海域延伸部分；
2号区为埕宁隆起向海域延伸部分；
3号区为济阳坳陷向海域延伸部分；
4号区为渤中坳陷；
5号区为辽河坳陷向海域延伸部分。
在此基础上，又划分了二级构造单元并圈定了局部构造；钻探证实渤海西部地区的生储盖组合、含油特征、油气控制因素与陆上大港油田基本相似。
这期间，钻探工作主要局限在渤海西部水深较浅、离基地较近的近岸部分。由于地球物理技术不够先进（地震采用光点、模拟磁带记录），限制了对地下情况的了解和认识。尽管如此，海上勘探还是迈出了可贵的一步。
3、从近岸到全海域
1973年至1980年5月，是渤海湾依靠自己的力量，从近岸地区的试验性勘探发展到全海域的区域勘探阶段。
钻井平台的落后和不足，严重制约着渤海油气的勘探开发。先后建造的海1、海2、海3几座平台遇到的问题，使石油部深深感到这种固定在海上的导管架平台太没有机动性了。当时，世界上已经普遍采用了机动灵活的钻井装置-自升式、半潜式和浮式钻井平台，可以拖到各个井位打井，打完井又能拖到新的井位，不但降低成本、提高效率，而且比较安全。经过深思熟虑后，石油部决定自力更生设计建造自升式钻井平台。
1970年夏天，钻井平台建造工程在大连造船厂开工。经过工人和技术人员两年的艰苦努力，“渤海2号”钻井平台终于建造完成夕并于1972年6月8日从大连拖至塘沽，1973年3月投入使用。“渤海1号”是在“文化大革命”期间，凭借国内自己的设计力量、造船队伍和材料、设备建造的第一座国产自升式钻井平台。从1973年初投入作业至1982年报废止，8年时间在海上打井23口、进尺59194米，为初期渤海石油勘探开发事业立下了汗马功劳。它是中国海上钻井作业告别固定平台的标志。
继“渤海1号”之后，又陆续建造了渤海3号、5号、7号、9号自升式钻井平台，并引进了渤海2号、4号、6号、8号、10号五座自升式钻井平台和滨海504、505、506、511、512五艘数字地震船，使勘探能力和水平得到增强和提高，勘探范围从浅海迈向深海，从近岸钻探到全渤海海域钻探和开发。以沙垒田凸起（原海中隆起）的浅层和石臼坨地区古潜山油气藏为重点，组织了两次集中钻探，在27个局部构造上钻预探井45口，评价井42口，并钻了15口开发井。在钻探的同时，开展了全区的海上磁力详查，完成海磁剖面29992千米，地震测线59141.5千米。除一些浅滩外，基本完成了测网密度为2×2千米的全区半详查，并作了12条区域地震大剖面。
20世纪70年代初，地震勘探在渤中发现了沙垒田凸起，面积超过1600平方千米，四周被凹陷包围。1973年5月在沙垒田凸起钻第一口探井-海中1井，6月在馆陶组及明化镇组发现13层油层，厚100米，测试馆陶组油层产原油26.2吨，测试明化镇组油层日产原油5.18吨。海中1井出油在石油界引起极大重视，石油部决定集中海洋勘探力量对沙垒田凸起整体解剖，井位部署既钻高部位，也钻低部位。
从1973年8月到1974年10月，共钻探井11口，只有海中2、4、5、6井的油层厚度大于10米，海中10、11井为干井。钻探失利的主要原因是圈闭不落实，对已发现的油层、油藏研究不够。
石臼坨凸起位于渤中坳陷西北部，面积2040平方千米，是在完成1：50万重力普查的基础上，1967年至1969年用国产磁带单次地震普查时发现的。1974年 至1975年对这个凸起上的427构造作四次叠加地震详查，1975年至1976年初又采用数字地震对428、430、432构造作了地震普查，基本落实了一批局部构造。
1975年在总结渤海10年的勘探经验后，石油部提出“稀井高产、稀井高质量、稀井广深”的“三稀”方针，勘探部署“区域甩开渤中坳陷”。石臼坨凸起含油远景好，是选择的重点目标。通过钻探取得了重大突破：1975年4月，在428构造东高点（秦皇岛36—1）钻渤中2井，用8毫米油嘴对下古生界灰岩和上古生界两层12.2米可疑气层作裸眼测试，折算日产油160.1吨，天然气37800立方米，发现了428油田。
同年在427（渤中3—1东）潜山披复背斜构造顶部钻渤中3井，测试奥陶系灰岩，日产油1.03吨，在东营组与奥陶组合试，日产油6.73吨，发现了427含油构造。
1976年以石臼坨凸起为重点，以第三系及潜山为主要勘探目的层，部署地震、海磁，并打5口探井，这5口探井在明化镇组下段、馆陶组、东营组及中生界火山岩中都发现了油气层。当年7月，在430（秦皇岛30一1）构造上钻渤中6井，在安山质火山角砾岩用15毫米油嘴测试，折算日产原油344.4吨，天然气13310立方米，发现了430含油构造。当年9月，在428西（秦皇岛35—3）高点上钻渤中5井，在安山质凝灰岩用20毫米油嘴测试，折算日产原油333.6吨，天然气26690立方米，发现了428西油田。
自从1975年石油部在河北任丘发现古潜山高产油田后，1977年渤海将勘探重点放在石臼坨凸起寻找古潜山油田上，共钻3口探井和2个平台钻评价井，结果在秦皇岛34—4构造上的渤中14井东营组获油流；427东高点（渤中3—1东）的渤中11井见油气显示；427潜山构造西高点（渤中3-1西）的渤中12井在古潜山奥陶系灰岩获高产油气流，采取酸化措施后，用油管、套管测试，同时放喷69分钟，折算日产油1310吨，天然气290543立方米。
1978年整体解剖427（渤中3—1东和渤中3—1西），部署探井3口及详探井3口，并进行地质详查。进一步落实圈闭，但6口井有5口出水，1口无显示。
1979年至1980年钻新渤中12井和新渤中12—1井，两口井均进入奥陶系灰岩，但测试为水层或干层，钻探失利。
总的来说，这一时期的勘探成果是令人瞩目的，发现了秦皇岛35—3（428西）、秦皇岛34—4（渤中14）、秦皇岛36-1（428东）、渤中3—1东（渤中12）、渤中3—1(427)、曹妃甸13—1（海17）、曹妃甸11—2（海中1）、曹妃甸103（海中2）、曹妃甸16—1（海中4）、秦皇岛30一1（渤中6）、垦利2—1（垦东1）、旅大32—2（渤东2—1）等12个含油构造。
经过详探，发现了秦皇岛35-3（428西）、歧口17—3（海4）、曹妃甸21-1（埕北）及427等4个油田，探明石油地质储量3804.1万吨；对渤海地质条件上的认识有所深化，全区划分了28个二级构造单元（13个凸起和低凸起，15个凹陷），发现了231个局部构造。
总圈闭面积2300平方千米；明确了东营组、沙河街组两套主要生油岩系，有渤中、歧口、渤东、黄河口、辽中、辽西、秦南、莱州湾及南堡9个生油凹陷；明确了明化镇组、馆陶组、东营组、沙河街组、侏罗系、奥陶系、寒武系等7套含油层系，有砂岩、火山岩及碳酸盐岩等3种储集岩类；证明了渤海海域与周围陆地油区一样，是-个多生油层系、多储集层类型、多油气藏类型的复式含油气区。此外，胜利、辽河、大港等油田也在渤海的浅海海域进行勘探，取得了一定的成果。
4、油气田的开发生产
渤海的油气田开发生产是从1967年开始的。
自海1井1967年6月钻出原油后，立即将原钻井平台改建后试采，并打了中国海上第一口斜井。该平台生产、生活、井口、发电、储罐均设在一个导管架上，工艺流程简单，设备简陋，在连续生产近10年后，因产量低、腐蚀严重而在1976年12月14日封井报废，累计产油20334吨。海1平台是中国近海第一个简易采油装置。
1971年勘探发现歧口17—3（海4）含油构造后，到1974年10月，先后钻8口评价井，又发现了明化镇和馆陶组油层，其中海4—6井日产原油上千吨。
1975年7月，4号平台转入采油，生产井6口。1974年8月至11月，在海4井南又钻4口评价井，在海4井和海10井之间建7号生产平台，布8口生产井，1977年投产，当年两座平台产油86882吨，为该油田的最高年产量。1983年4号平台封井，1985年底7号平台废弃，累计产油602950吨。该油田是中国近海用简易平台开采的第一个复杂小油田，为以后建造完善的采油平台提供了资料，也为油田开发生产和管理积累了经验。该油田诞生了中国第一支海上女子采油队。
1975年6月，渤中2井出油，发现了428东含油构造。
1977年1月，9号采油平台建成投产，生产两年后，1977年9月停喷，共采油3.77万吨。
1977年12月，埕北油田的6号采油平台建成并开始试采，至1981年10月试采结束，累计产油40万吨。该油田是中国近海发现和开发的第一个潜山披复背斜稠油油田。
1976年9月，在石臼坨凸起秦皇岛35—3(428西)构造上钻探的渤中5井发现了428西油田。
1981年10月，8号采油平台建成开始试采，到1990年底，累计产油39.37万吨。
从1967年海1平台投入采油至1981年，石油工人自力更生，利用简易的装置共在渤海开发了5个小油田，累计生产原油963316吨。（来源：石油观察网 摘自《当代中国海洋石油工业》）
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